I Chelonidi comprendono specie con capo grande e forte, dal collo poco retrattile nella corazza e zampe anteriori piatte sono a forma di pagaia (natatoia). Il carapace è foggiato a cuore, più o meno depresso, costituito da grandi ossa coperte da lamine cornee, queste possono essere in vario grado depresse od embricate. Tutte le specie hanno guscio idrodinamico. Quando nuotano le zampe anteriori vengono battute lentamente in su e in giù, come le ali di un uccello, cosicché le tartarughe "volano nell'acqua". 

Le tartarughe di mare passano la maggior parte della loro vita in acqua, solo le femmine si portano all'asciutto in occasione della deposizione delle uova; talvolta si possono vedere sulle spiagge quando sono ammalate, hanno il guscio danneggiato o sono morte. Le femmine depongono un gran numero di uova a guscio morbido nella sabbia delle spiagge dei mari caldi. I giovani entrano nell'acqua appena nati.

Le tartarughe marine sono essenzialmente animali di acque calde ma talvolta qualche specie raggiunge le acque fredde e la si può rinvenire sia nell'Atlantico nordorientale che nel Mediterraneo.

I Chelonidi comprendono quattro generi e sei specie, soltanto quattro di esse sono state segnalate nelle acque costiere d'Europa.